Neuroanatomia_Clinica (82)

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Figura 2-17 Cambios iónicos y eléctricos que se producen en una neurona durante la hiperpolarización.
Canales del sodio y del potasio
Los canales del sodio y del potasio, a través de los cuales los iones de sodio y de potasio
difunden a través de la membrana plasmática, están formados por moléculas de proteínas
que se extienden a través del grosor completo de la membrana celular (fig. 2-18). Es
difícil explicar la razón de que un canal particular permita el paso de iones de K+al
tiempo que excluye los iones de Na+. La selectividad no puede ser debida al diámetro de
los iones, ya que el ion de K+es mayor que el ion de Na+. Sin embargo, el movimiento de
los iones en solución depende no sólo del tamaño del ion sino también del tamaño de la
cubierta de agua que lo rodea. Los iones de K+ tienen campos eléctricos más débiles que
los iones de Na+; así, los iones de K+atraen menos agua que los de Na+. Por
consiguiente, los iones de K+se comportan como si fueran más pequeños que los iones
de Na+. Esta explicación fisicoquímica explica por completo la selectividad del canal. Es
posible que los canales tengan regiones estrechas en su longitud que actúan como tamices
o filtros moleculares. Los iones pueden participar también en interacciones electrostáticas
con los residuos de aminoácidos que recubren las paredes del canal.
Las proteínas del canal iónico son relativamente estables, pero existen en por lo menos
dos estados de conformación, que representan un estado funcional abierto y un estado
funcional cerrado. No se comprende el mecanismo responsable de apertura y cierre de
un canal, pero puede asemejarse a una puerta que se abre y se cierra. El mecanismo de
compuerta puede implicar la torsión o distorsión del canal, creando así una luz más
ancha o más estrecha. Parece que dicha apertura o cierre de la compuerta se produce
como respuesta a estímulos como un cambio de voltaje, presencia de un ligando,
estiramiento o presión.
En el estado de reposo, las compuertas de los canales del potasio se abren más que las
de los canales del sodio, que están casi cerradas. Se permite con ello que los iones de
potasio difundan fuera del citoplasma celular más fácilmente que los iones de sodio hacia
dentro. En el estado estimulado, las compuertas de los canales del sodio son al principio
muy anchas; luego, las compuertas de los canales del potasio se abren y las compuertas
de los canales del sodio están casi cerradas de nuevo. Se cree que es la abertura y cierre
de los canales del sodio y del potasio lo que produce la despolarización y repolarización
de la membrana plasmática.
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